2024年4月19日上午，新葡萄8883官网amg专业学位“名家讲坛”第78期如期举行。中国科学技术大学物理学院执行院长陈宇翱教授以“新量子革命”为题，为新葡萄8883官网amg专业硕士研究生带来了精彩绝伦的一课。本次讲座由新葡萄8883官网amg院长助理朱宏飞副教授主持。
陈宇翱，中国科学技术大学教授、物理学院执行院长、博士生导师，美国光学学会会士(Optica Fellow)，物理学会会士（APS Fellow），新基石研究员。2008年，陈宇翱获得德国海德堡大学博士学位, 曾先后在德国海德堡大学、美因茨大学、马普量子光学所从事研究工作，2011年回中国科大工作。长期从事量子物理基础实验研究，致力发展光与冷原子量子调控技术并系统地应用于量子通信、量子计算和精密测量等多个量子信息研究方向，取得了一系列重要研究成果。并获得广泛的关注，主持和参与的研究成果两次入选欧洲物理学会“年度物理学亮点”，两次入选美国物理学会“年度物理学重大事件”，六次入选两院院士评选的“年度中国科技十大进展新闻”。获欧洲物理学会菲涅尔奖，中国科学院“青年科学家奖”，求是杰出青年学者奖，国家自然科学一等奖（第三完成人），陈嘉庚青年科学家奖，国际纯粹与应用物理联合会原子分子物理分会青年科学家奖，科学探索奖。
讲座伊始，陈老师介绍了现代科学的发展历史。自古以来，人类对于“我们从哪里来？到哪里去？”的探索从未停歇。从宗教信仰到个人观测，人类对宇宙的好奇心驱使着我们不断前行。牛顿的万有引力定律、法拉第的电磁感应以及麦克斯韦的方程组，这些科学巨匠的发现不仅引领了科学革命，也带来了工业革命的浪潮，推动了人类社会的巨大进步。
然而，随着经典物理学的发展，我们面临了新的困境：一切都确定了吗？这个问题引发了第二次科学革命，普朗克的量子论和爱因斯坦的相对论为我们打开了新世界的大门。在量子世界里，单个光子的双缝干涉实验展示了光的波粒二象性，而惠勒的“延迟选择”实验进一步挑战了我们对现实的传统认知。
信息交互的效率和隐私一直是人类文明进化中的关键议题。思想的自由与多样性是创新与进步的基石。随着信息技术的飞速发展，我们面临着信息安全和计算能力的双重瓶颈。陈老师指出，量子力学的百余年发展，不仅为回答人类是否有自由意志提供了可能，更为解决信息学的重大问题提供了新的视角。
接着，陈老师介绍了量子计算与量子通讯的理论与技术基础，如量子叠加、量子比特，量子不可克隆原理以及量子纠缠的现象等。量子科技革命为现代信息技术带来了新的曙光。陈老师强调，贝尔不等式的提出，以及其最近几十年不断进步的实验检验进一步证实了量子世界的非经典性。从被动观测到主动操纵，我们正在经历第二次量子革命。
然后，陈老师介绍了量子理论的三大重要技术应用，包括量子通讯、量子计算与量子测量。量子通信技术，如量子密钥分发，提供了原理上无条件安全的通信方式。量子隐形传态利用量子纠缠，可以将量子信息传送到另一地点，而无需传送信息载体本身。量子计算能够对量子比特进行同时操作，极大地提高了计算效率。量子精密测量和自主导航技术的发展，预示着科技的新纪元。
在量子通讯、量子计算、量子测量这三大方向上，我国已经取得了显著的成就。陈老师介绍道，“京沪干线”和“墨子号”卫星的成功，不仅在国内产生了重大影响，也在国际上产生了深远的影响。中国科学技术大学在量子信息领域的研究成果，已经走在了国际前列，展示了我国在这一领域的领导地位。
讲座最后，陈老师给出了对于量子应用的未来展望。他指出，随着量子计算的优越性逐渐显现、量子通讯技术的不断成熟以及精密测量技术的快速发展，我们有理由相信，量子科技将引领人类进入一个全新的时代。在那个时代里，信息的交互将更加安全、高效，而人类文明的进化也将因量子科技的革命而迈上新的台阶。
感谢陈宇翱教授的精彩分享，期待接下来“名家讲坛”系列讲座邀请到更多名家带来宝贵分享。
撰稿人：李元楷
修订人：缪炜
审核人：朱宏飞
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